前言

在 120W 至 300W 中高功率電源市場中，半橋 LLC 諧振拓撲憑借高效率、高功率密度等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于電視、顯示器電源板、筆電適配器以及高功率快充電源。

然而，當前ErP、DoE Level VII 等能效法規(guī)不斷趨嚴，電源產(chǎn)品不僅要在滿載下保持高效率，也需要在輕載、待機等低功耗狀態(tài)下進一步降低損耗。

針對 LLC 轉(zhuǎn)換器輕載效率下降、待機控制復(fù)雜以及動態(tài)響應(yīng)速度等問題，通嘉科技推出基于 BBCC 電荷控制 的半橋 LLC 控制器技術(shù)，并以 LD7771 為代表，導(dǎo)入待機 Burst 模式與延遲補償控制。

相關(guān)技術(shù)成果已發(fā)表于 IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics（JESTPE）權(quán)威期刊。

通嘉 LD7771，面向半橋 LLC 待機效率優(yōu)化

LLC 諧振轉(zhuǎn)換器在中高功率電源中應(yīng)用成熟，但其輕載狀態(tài)下容易面臨開關(guān)頻率升高、開關(guān)損耗增加等問題。

尤其在待機或低負載工況中，如果仍以普通模式持續(xù)工作，電源效率會明顯下降，不利于滿足新一代能效法規(guī)對輕載效率和待機功耗的要求。

通嘉 LD7771 所對應(yīng)的控制技術(shù)基于 Bang-Bang Charge Control，BBCC 電荷控制。與傳統(tǒng)通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率實現(xiàn)穩(wěn)壓的方式不同，BBCC 通過偵測 LLC 諧振電容電壓變化量，間接反映每個周期傳輸?shù)碾姾珊洼敵龉β剩?jù)此控制高低側(cè) MOSFET 的開關(guān)動作。

這種控制方式的優(yōu)勢在于，不需要額外電流偵測即可獲得較快的動態(tài)響應(yīng)，同時有助于降低 IC 實現(xiàn)成本，并兼顧輕載效率與滿載輸出紋波表現(xiàn)。

延遲補償 BBCC 控制，提升 Burst 模式精度

在實際電路中，當控制器判斷諧振電容電壓達到閾值后，MOSFET 關(guān)斷并不會立即完成，傳播延遲和驅(qū)動關(guān)斷延遲會導(dǎo)致額外能量被傳輸?shù)捷敵龆恕?/p>

如果不進行補償，實際輸出功率會高于控制器預(yù)期，影響 Burst 模式的進入/退出精度以及待機控制穩(wěn)定性。

為解決這一問題，通嘉在 LD7771 相關(guān)技術(shù)中加入了延遲補償邏輯，通過數(shù)字/邏輯補償模塊抵消關(guān)斷延遲帶來的額外輸出功率，使輸出功率與諧振電容閾值之間重新保持對應(yīng)關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，控制器可根據(jù)負載情況進入待機 Burst 模式，通過減少輕載下的開關(guān)周期數(shù)量來降低開關(guān)損耗。

同時，該方案還可設(shè)置明確的待機進入與退出邊界，避免控制狀態(tài)頻繁抖動，兼顧輕載效率和動態(tài)響應(yīng)。

待機 Burst 模式下，控制器根據(jù)反饋電壓和諧振電容閾值啟動新的 Burst 周期，在輕載狀態(tài)下減少連續(xù)開關(guān)次數(shù)，從而降低開關(guān)損耗并提升待機效率。

240W 平臺驗證，10W 輕載效率提升至 93.94%

目前該控制方法已在 400V 輸入、20V/12A 輸出的 240W 半橋 LLC 電源板上完成驗證。

在 10W 輕載條件下，普通模式效率為 87.26%，切換到待機模式后效率提升至 93.94%，提升幅度達到 6.68%。

同時，方案將待機模式進入點設(shè)置在 10W，退出點設(shè)置在 30W，正常模式切換至待機模式的時間約為 108μs，待機模式切換回正常模式的時間約為 107μs。

這說明 LD7771 相關(guān)控制技術(shù)并不是單純降低輕載開關(guān)損耗，而是在提升輕載效率的同時，仍保留了較快的負載動態(tài)響應(yīng)能力，適合對能效、響應(yīng)速度和系統(tǒng)成本都有要求的中高功率 LLC 電源產(chǎn)品。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

通嘉 LD7771 面向的是 LLC 電源在輕載和待機狀態(tài)下的效率優(yōu)化問題。對于電視電源、顯示器電源、筆電適配器以及高功率快充電源來說，滿載效率已經(jīng)不是唯一指標，輕載效率、待機功耗和模式切換響應(yīng)同樣會影響產(chǎn)品認證與用戶體驗。

從這項技術(shù)可以看到，通嘉并沒有簡單依賴傳統(tǒng) Burst 控制降低損耗，而是將 BBCC 電荷控制與延遲補償結(jié)合起來，讓待機 Burst 模式具備更明確的功率邊界和更穩(wěn)定的控制邏輯。

實測看到該方案在 240W LLC 平臺上實現(xiàn) 10W 輕載效率提升 6.68%，也說明該方案具備較強的工程落地價值。

除了面向半橋 LLC 架構(gòu)的待機效率優(yōu)化，通嘉科技此前還圍繞 AHB Flyback 架構(gòu)推出 LD7711 相關(guān)控制技術(shù)，重點解決 PD3.2 高壓快充快速重啟時的啟動沖擊與可靠性問題，并減少傳統(tǒng)泄放路徑帶來的額外待機損耗。

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